STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN VARIASI WAKTU PENCELUPAN 10, 20, 30, 40, 50 MENIT DAN TEGANGAN 9 VOLT DENGAN Studi Pelapisan Krom Pada Baja Karbon Dengan Variasi Waktu Pencelupan 10, 20, 30, 40, 50 Menit Dan Tegangan 9 Volt Dengan Arus 5 Amp
STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN VARIASI WAKTU
PENCELUPAN 10, 20, 30, 40, 50 MENIT DAN TEGANGAN 9 VOLT DENGAN
ARUS 5 AMPERE
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
oleh :
SUHARTO
D 200 08 0094
JPROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2017
STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN VARIASI
WAKTU PENCELUPAN 10, 20, 30, 40, 50 MENIT DAN TEGANGAN 9 VOLT
DENGAN ARUS 5 AMPERE
ABSTRAK
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menyelidiki pengaruh parameter
proses pelapisan krom yaitu waktu pencelupan terhadap struktur mikro dan
kekerasan permukaan produk. Penelitian dilakukan dengan metode eksperimen
dengan menggunakan elektroda baja karbon, larutan elektrolit krom, zat aditif,
sumber arus searah, dan perlengkapan plating lain. Struktur mikro produk krom
diamati untuk menganalisis ketebalan lapisan. Evaluasi terhadap mekanik
dilakukan untuk mengukur kekerasan. Hasil penelitian ini akan menambah
pengetahuan bagi pelaku industri krom untuk memperbaiki kualitas produk baik
untuk perlindungan terhadap korosi, peningkatan ketahanan aus, maupun untuk
menambah nilai dekoratif produknya.
Kata kunci : Krom, waktu celup, struktur mikro, kekerasan permukaan.
ABSTRACT
The purpose of this study was to investigate the effect of chromo coating
process parameters ie the time of immersion on microstructure and surface
hardness of the product. The experiment was conducted by experimental method
using carbon steel electrode, chromium electrolyte solution, additive, direct
current source, and other plating equipment. The microstructure of chromium
products was observed to analyze coating thickness. Evaluation of the mechanics
is done to measure the hardness. The results of this study will increase the
knowledge for chrome industry players to improve product quality both for
corrosion protection, increased wear resistance, and to increase the decorative
value of its products.
Keywords: Chromium, dye time, micro structure, surface hardness.
1.
PENDAHULUAN
Di negara berkembang seperti Indonesia, pelapisan logam krom memegang
peranan yang cukup penting terutama di sektor industri. Beberapa sektor industri
yang menggunakan krom antara lain dapat dijumpai pada industri barang
elektronik, instalasi minyak dan gas, industri otomotif, industri manufaktur,
industri pertanian dan industri dirgantara. Beberapa dari industri tesebut dapat
dijumpai dengan skala kecil, menengah maupun besar. Cukup sulit untuk
mendapatkan distribusinya, tetapi dilihat dari pemakaian bahan bakunya, industri
krom cukup banyak berkontribusi dalam perindustrian dan perdagangan. Secara
1
umum lapisan krom digunakan dalam dua kategori yaitu untuk keperluan dekorasi
atau menambah keindahan benda, dan untuk keperluan perlindungan terhadap
logam substratnya dari aus dan korosi. Pada kedua aplikasi tersebut, timbulnya
cacat seperti retak, pecah, goresan, permukaan kasar, warna buram dan lubang
poros tidak dapat ditolerir. Produk yang mengalami cacat akan mengganggu
penampakan dan dapat merusak identitas produsen barangnya. Produk yang cacat
juga akan gagal berfungsi dalam melindungi logam substratenya.
Unsur krom pada dasarnya mempunyai sifat yang keras dan brittle, warna
putih keabu-abuan dan titik leleh 1850 °C. Logam yang dilapisi dengan krom
dapat bertahan sampai temperatur 400 °C dengan kekerasan sekitar 450 – 100
VHN. Tetapi kekerasan tersebut turun pada kondisi temperatur yang lebih tinggi,
misalnya ketika dipanaskan pada temperatur 800 °C maka kekerasan lapisan krom
turun menjadi sekitar 200 VHN. Sifat kekerasan tinggi tersebut menjadikan
lapisan krom sesuai untuk penggunaan komponen yang bekerja pada beban aus
tinggi dan temperatur tinggi seperti bor dan gerinda. Meskipun demikian keausan
bahan tidak bisa dikatakan mempunyai hubungan langsung dengan kekerasan
karena keausan bahan juga dipengaruhi oleh keuletan dan elastisitas bahan. Selain
itu, kondisi substrat juga sangat menentukan keausan bahan. Lapisan krom juga
mempunyai sifat tahan korosi.
2.
METODE
2.1 Alat
Gergaji besi
Amplas
Gerinda Amplas
Gerinda Polishing
Gelas Ukur
Timbangan Digital
Power Supply
Kabel dan Penjepit Buaya
Stop Wacth
2
Thermometer
Jig
Filter
Bak Air
Alat Uji Mikro
Alat uji Vikers
2.2. Bahan
Croming Acid
Asam Sulfat
Aquades
2.3 Tempat Pengujian
Laboratorium Bahan Teknik Departemen Teknik Mesin Vokasi Universitas Gajah
Mada.
2.4 Langkah Pengujian
Pengamplasan Permukaan benda kerja diperlukan agar didapatkan hasil
proses pelapisan yang baik (halus).
Penghalusan permukaan benda kerja dengan kain poles yang terdapat pada
dinamo yang telah dimodifikasi.
Pencucian dengan asam bertujuan untuk menghilangkan karat yang
melekat pada permukaan spesimen dengan cara dicelupkan ke dalam larutan HCl
(asam klorida) atau larutan H2SO4 (asam sulfat) selama 5–10 detik.
Pekerjaan ini bertujuan untuk membersihkan benda kerja dari asam, lemak
atau minyak-minyak yang menempel. Pembersihan ini perlu sekali, karena lemak
maupun minyak tersebut akan mengganggu pada proses pelapisan, karena
mengurangi kontak antara lapisan dengan logam dasar/benda kerja.
Dalam proses plating, kondisi operasi sangat penting sekali untuk
diperhatikan. Karena kondisi tersebut menentukan berhasil atau tidaknya proses
plating serta mutu pelapisan yang dihasilkan.
3
2.4
Diagram Alir Penelitian
Mulai
.
Persiapan alat dan bahan
Pembuatan Spesimen
Proses pickling
Proses Pre treatment
Proses Elektroplating
Percobaan 1 : 10 menit
Percobaan 2 : 20 menit
Percobaan 3 : 30 menit
Percobaan 4 : 40 menit
Percobaan 5 : 50 menit
Pengujian
Data Hasil Penelitian Dan Pembahasan
Kesimpulan
Selesai
Gambar 1. Diagram alir penelitian
3.
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Foto Mikro
Waktu 10 menit
Waktu 20 menit
4
Waktu 30 menit
Waktu 40 menit
Waktu 50 menit
Gambar 2. Foto mikro
3.2 Uji VIkers
Gambar 3. Foto vikers
3.3
Uji Ketebalan
Gambar 4. Grafik ketebalan lapisan krom dengan variasi waktu celup
5
3.4 Uji Kekerasan
Gambar 5. Kekerasan lapisan krom dengan variasi waktu celup
4.
PENUTUP
Dari hasil studi pelapisan elektroplating krom pada substrate baja karbon
dengan menggunakan variasi waktu, maka dapat diperoleh beberapa kesimpulan
sebagai berikut:
Kenaikan waktu pencelupan akan menyebabkan hasil plating dengan
kecenderungan yang sama yaitu ketebalan lapisan yang makin bertambah,
Pertambahan waktu celup akan menyebabkan terjadinya kenaikan
kekerasan.
DAFTAR PUSTAKA
Hartono Amtom J; Tomojiro Kaneda, 1995, Mengenal Pelapisan Logam
(Elektroplating), Yogyakarta, Andi Offiset.
Aloysius. S; A. Supriharto, 2002, “Ketrampilan Elektroplating BLK Industri
Semarang”, hal lapiran, Semarang.
Agus Pramono, 2002, Pembuatan Dies Dengan Metode Elektroplating
Tembaga, Nikel Dan Krom Dengan Rapat Arus 3 Ampere Dan Variasi
Pencelupan 900 s, 1800 s, 2700 s Pada Polimer, (Tugas Akhir S-1
Fakultas Teknik) Surakarta, UMS.
6
Van Vlack. Djaprie, S, (Alih Bahasa) 1994, Ilmu Logam Dan Teknologi Bahan,
Edisi ke-5, Jakarta, PT Erlangga.
Purwanto; Huda S, 2005, “Teknologi Industri Elektroplating”, Badan Penerbit
Universitas Dipenogoro, Semarang.
Sucayo, Bagiyo, 1999, Ilmu Logam, Surakarta, PT Tiga Serangkai.
7
PENCELUPAN 10, 20, 30, 40, 50 MENIT DAN TEGANGAN 9 VOLT DENGAN
ARUS 5 AMPERE
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
oleh :
SUHARTO
D 200 08 0094
JPROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2017
STUDI PELAPISAN KROM PADA BAJA KARBON DENGAN VARIASI
WAKTU PENCELUPAN 10, 20, 30, 40, 50 MENIT DAN TEGANGAN 9 VOLT
DENGAN ARUS 5 AMPERE
ABSTRAK
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menyelidiki pengaruh parameter
proses pelapisan krom yaitu waktu pencelupan terhadap struktur mikro dan
kekerasan permukaan produk. Penelitian dilakukan dengan metode eksperimen
dengan menggunakan elektroda baja karbon, larutan elektrolit krom, zat aditif,
sumber arus searah, dan perlengkapan plating lain. Struktur mikro produk krom
diamati untuk menganalisis ketebalan lapisan. Evaluasi terhadap mekanik
dilakukan untuk mengukur kekerasan. Hasil penelitian ini akan menambah
pengetahuan bagi pelaku industri krom untuk memperbaiki kualitas produk baik
untuk perlindungan terhadap korosi, peningkatan ketahanan aus, maupun untuk
menambah nilai dekoratif produknya.
Kata kunci : Krom, waktu celup, struktur mikro, kekerasan permukaan.
ABSTRACT
The purpose of this study was to investigate the effect of chromo coating
process parameters ie the time of immersion on microstructure and surface
hardness of the product. The experiment was conducted by experimental method
using carbon steel electrode, chromium electrolyte solution, additive, direct
current source, and other plating equipment. The microstructure of chromium
products was observed to analyze coating thickness. Evaluation of the mechanics
is done to measure the hardness. The results of this study will increase the
knowledge for chrome industry players to improve product quality both for
corrosion protection, increased wear resistance, and to increase the decorative
value of its products.
Keywords: Chromium, dye time, micro structure, surface hardness.
1.
PENDAHULUAN
Di negara berkembang seperti Indonesia, pelapisan logam krom memegang
peranan yang cukup penting terutama di sektor industri. Beberapa sektor industri
yang menggunakan krom antara lain dapat dijumpai pada industri barang
elektronik, instalasi minyak dan gas, industri otomotif, industri manufaktur,
industri pertanian dan industri dirgantara. Beberapa dari industri tesebut dapat
dijumpai dengan skala kecil, menengah maupun besar. Cukup sulit untuk
mendapatkan distribusinya, tetapi dilihat dari pemakaian bahan bakunya, industri
krom cukup banyak berkontribusi dalam perindustrian dan perdagangan. Secara
1
umum lapisan krom digunakan dalam dua kategori yaitu untuk keperluan dekorasi
atau menambah keindahan benda, dan untuk keperluan perlindungan terhadap
logam substratnya dari aus dan korosi. Pada kedua aplikasi tersebut, timbulnya
cacat seperti retak, pecah, goresan, permukaan kasar, warna buram dan lubang
poros tidak dapat ditolerir. Produk yang mengalami cacat akan mengganggu
penampakan dan dapat merusak identitas produsen barangnya. Produk yang cacat
juga akan gagal berfungsi dalam melindungi logam substratenya.
Unsur krom pada dasarnya mempunyai sifat yang keras dan brittle, warna
putih keabu-abuan dan titik leleh 1850 °C. Logam yang dilapisi dengan krom
dapat bertahan sampai temperatur 400 °C dengan kekerasan sekitar 450 – 100
VHN. Tetapi kekerasan tersebut turun pada kondisi temperatur yang lebih tinggi,
misalnya ketika dipanaskan pada temperatur 800 °C maka kekerasan lapisan krom
turun menjadi sekitar 200 VHN. Sifat kekerasan tinggi tersebut menjadikan
lapisan krom sesuai untuk penggunaan komponen yang bekerja pada beban aus
tinggi dan temperatur tinggi seperti bor dan gerinda. Meskipun demikian keausan
bahan tidak bisa dikatakan mempunyai hubungan langsung dengan kekerasan
karena keausan bahan juga dipengaruhi oleh keuletan dan elastisitas bahan. Selain
itu, kondisi substrat juga sangat menentukan keausan bahan. Lapisan krom juga
mempunyai sifat tahan korosi.
2.
METODE
2.1 Alat
Gergaji besi
Amplas
Gerinda Amplas
Gerinda Polishing
Gelas Ukur
Timbangan Digital
Power Supply
Kabel dan Penjepit Buaya
Stop Wacth
2
Thermometer
Jig
Filter
Bak Air
Alat Uji Mikro
Alat uji Vikers
2.2. Bahan
Croming Acid
Asam Sulfat
Aquades
2.3 Tempat Pengujian
Laboratorium Bahan Teknik Departemen Teknik Mesin Vokasi Universitas Gajah
Mada.
2.4 Langkah Pengujian
Pengamplasan Permukaan benda kerja diperlukan agar didapatkan hasil
proses pelapisan yang baik (halus).
Penghalusan permukaan benda kerja dengan kain poles yang terdapat pada
dinamo yang telah dimodifikasi.
Pencucian dengan asam bertujuan untuk menghilangkan karat yang
melekat pada permukaan spesimen dengan cara dicelupkan ke dalam larutan HCl
(asam klorida) atau larutan H2SO4 (asam sulfat) selama 5–10 detik.
Pekerjaan ini bertujuan untuk membersihkan benda kerja dari asam, lemak
atau minyak-minyak yang menempel. Pembersihan ini perlu sekali, karena lemak
maupun minyak tersebut akan mengganggu pada proses pelapisan, karena
mengurangi kontak antara lapisan dengan logam dasar/benda kerja.
Dalam proses plating, kondisi operasi sangat penting sekali untuk
diperhatikan. Karena kondisi tersebut menentukan berhasil atau tidaknya proses
plating serta mutu pelapisan yang dihasilkan.
3
2.4
Diagram Alir Penelitian
Mulai
.
Persiapan alat dan bahan
Pembuatan Spesimen
Proses pickling
Proses Pre treatment
Proses Elektroplating
Percobaan 1 : 10 menit
Percobaan 2 : 20 menit
Percobaan 3 : 30 menit
Percobaan 4 : 40 menit
Percobaan 5 : 50 menit
Pengujian
Data Hasil Penelitian Dan Pembahasan
Kesimpulan
Selesai
Gambar 1. Diagram alir penelitian
3.
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Foto Mikro
Waktu 10 menit
Waktu 20 menit
4
Waktu 30 menit
Waktu 40 menit
Waktu 50 menit
Gambar 2. Foto mikro
3.2 Uji VIkers
Gambar 3. Foto vikers
3.3
Uji Ketebalan
Gambar 4. Grafik ketebalan lapisan krom dengan variasi waktu celup
5
3.4 Uji Kekerasan
Gambar 5. Kekerasan lapisan krom dengan variasi waktu celup
4.
PENUTUP
Dari hasil studi pelapisan elektroplating krom pada substrate baja karbon
dengan menggunakan variasi waktu, maka dapat diperoleh beberapa kesimpulan
sebagai berikut:
Kenaikan waktu pencelupan akan menyebabkan hasil plating dengan
kecenderungan yang sama yaitu ketebalan lapisan yang makin bertambah,
Pertambahan waktu celup akan menyebabkan terjadinya kenaikan
kekerasan.
DAFTAR PUSTAKA
Hartono Amtom J; Tomojiro Kaneda, 1995, Mengenal Pelapisan Logam
(Elektroplating), Yogyakarta, Andi Offiset.
Aloysius. S; A. Supriharto, 2002, “Ketrampilan Elektroplating BLK Industri
Semarang”, hal lapiran, Semarang.
Agus Pramono, 2002, Pembuatan Dies Dengan Metode Elektroplating
Tembaga, Nikel Dan Krom Dengan Rapat Arus 3 Ampere Dan Variasi
Pencelupan 900 s, 1800 s, 2700 s Pada Polimer, (Tugas Akhir S-1
Fakultas Teknik) Surakarta, UMS.
6
Van Vlack. Djaprie, S, (Alih Bahasa) 1994, Ilmu Logam Dan Teknologi Bahan,
Edisi ke-5, Jakarta, PT Erlangga.
Purwanto; Huda S, 2005, “Teknologi Industri Elektroplating”, Badan Penerbit
Universitas Dipenogoro, Semarang.
Sucayo, Bagiyo, 1999, Ilmu Logam, Surakarta, PT Tiga Serangkai.
7